台湾工研院开发移动健康设备打造全方位健康守护

        移动可穿戴技术是今年各科技大厂争相踏入的领域，台湾工研院(ITRI)日前发表七项移动健康设备，包括专门照护台湾地区140万糖尿病患者之外伤照护可穿戴负压创伤照护、过敏气喘儿所需的哮喘侦测器、婴幼儿生理监测BabyCare以及成人生理监测的体感手环、安心床垫等，通过全面的移动生理监测打造全方位的健康守护。 
        台湾工研院董事长蔡清彦表示，现在大家都看好高龄化社会来临所带来的商机，例如健身、生理信息监测、远距医疗照护等的移动健康医疗设备，已经成为具发展潜力的新兴产业。台湾工研院近年来也聚焦在生医方面的研究，在初创公司中，就有2家跟生医领域相关的“台湾微创医疗器材”，以及“台湾生医材料公司”初创成立;同时也将技术移转给“竟天生物科技”与“莱镁医疗器材”两家生医业者进驻生医园区，显示工研院在生医、医疗领域的成果已落实产业化的成效。 
        移动健康设备迎来发展良机

        台湾工研院院长徐爵民指出，由于健康医疗护理的应用趋势带动了可穿戴设备中的移动健康设备商机，也为相关供应链厂商带来影响。例如：轻薄短小、舒适性、低功耗、多传感器等功能需求。也带动精微零组件、相关IC及MEMS传感器的开发等，而这些，也都是台湾厂商的强项。工研院为协助台湾厂商抢进智慧健康照护商机，结合院内材料、硬件、软件等跨领域研发能量，辅以熟识医材法规专业人士，协助产业界抢攻移动健康商机。 
        台湾工研院产经中心副组长张慈映也指出，根据BCC Research 今年2月发表的研究指出，全球可穿戴运算设备，应用在健康照护领域之市场营收在去年已达到8.6亿美元，估计到2018年可成长至30亿美元，估算2013~2018之年复合成长率可达28.1%，尤其值得注意的是，又以亚洲地区成长幅度较欧美地区为高，2013~2018之年复合成长率可达33.9%。
而未来可穿戴移动健康设备的技术发展方向，包含小型化且低成本的系统芯片、低耗电率的电池设计、传感器收集健康数据的种类、健康数据的运算与分析等面向;特别是收集信息的传感器与后端分析系统，将是可穿戴移动健康发展的下一个决战关键点，如传感器技术的微小化与低耗能、后端数据的分析与特定参数分析结果的回馈等，这些都是提升消费者采用意愿，进而带动商机的重要策略。 
        台湾工研院移动健康设备可区分外伤照护、幼儿照护及生理监测，其中外伤照护的可穿戴负压创伤照护，是利用真空泵结合生物相容性孔隙材料，打造出洁净治疗环境，让伤口可在2~3周内快速愈合，应用在糖尿病患者、一般可移动性伤患，可免除伤口坏死或截肢的情况。 
        幼儿照护的哮喘侦测器是全球首创可侦测哮喘症状的可穿戴设备，已进入第二期与长庚医院的临床试验，透过微小麦克风技术与软性材料的共鸣腔与振膜技术，可立即判断是否哮喘发作，能马上启动紧急照护机制。在生理监测部分则以微型纳秒脉冲近场非接触感测技术所发展出来的，包括：可即时、非接触式、长时间、连续监测的体感手环和凭借侦测人体心跳与呼吸状况，并能附加于汽车驾驶座安全带的疲劳感测与警示装置等。 
        台湾工研院自主开发的微型纳秒脉冲近场非接触感测技术，是采用新一代的微型雷达侦测技术，不仅可隔着衣服进行感测，也不会受佩戴形式或是外在光杂讯的影响，更适合用于可穿戴生理感测装置。此技术目前已有“心跳感测手环”、“连续血压量测手环”、“疲劳感测与警示装置”等不同应用。 
        “心跳感测手环”可侦测人体心跳和心率变异状况，达到即时、非接触式、长时间、连续监测的方式，结合智能手机或装置可做即时的生理信息通报。“连续血压量测手环”量测人体两点脉搏讯号，来协助分析人体血流流速，以做为量测血压的用途。“疲劳感测与警示装置”侦测人体心跳与呼吸状况，结合心跳率、心率变异趋势特征分析以及呼吸率、呼吸趋势变异特征分析，可进行睡眠评估及推算，就能提前4分钟对驾驶发出疲劳瞌睡警示。 
        此外，台湾工研院累积多年经验开发的超宽频非接触监测技术，因为不需接触人体即可侦测人体胸腔的微小位移，并同时测量呼吸与心跳等生理参数，达到可即时、非接触式、长时间、连续的监测。 
        2013年底，台湾工研院并应用UWB生理感测技术，与世大化成合作推出全球张可抑制睡眠呼吸中止症的智慧床垫。当打鼾和睡眠呼吸中止症发生时，UWB生理感测技术能即时捕捉到讯号，并通过蓝牙传输到行动装置，除了记录并提出警示，床垫还会自动缓和调整头部与颈部倾斜角度，以协助使用者尽快恢复正常呼吸，同时不会打断睡眠。 
        由工研院主导发展的哮喘侦测器，则堪称是全球首创可以侦测哮喘症状的可穿戴设备，整合微小麦克风技术与软性材料的共鸣腔与振膜技术，从颈部撷取“呼吸音”讯号，利用数位讯号处理后进行分析，进而判断是否哮喘发作之特征。穿戴在小朋友身上结合智能手机，记录详细的呼吸状况，让医生能够进行详细的判读，一旦发现有气喘发作状况，更能立即启动紧急照护机制。 
        目前已完成阶段与台大医院急诊室合作临床实验，正进行第二阶段与长庚儿童医院合作，并直接邀请有哮喘症状的小朋友参与案例，希望能在2014年收集到400个病患的资料，作为后续调整哮喘侦测器侦测范围的参考。
老龄化催生可穿戴设备高需求 
        在可穿戴负压创伤照护技术部分，台湾工研院利用真空泵结合封口贴布与生物相容性孔隙材料，当帮浦抽掉空气后，伤口内形成负压环境，但因採用特殊材质贴布，不会因在负压环境下，挤压到伤口，造成抽取上堵塞，如此将可让伤口持续保持潮湿的治疗环境、有效保护伤口，让伤口可达到在2~3周内快速愈合终目标。 
        移动式负压伤口照护系统除了应用在糖尿病患者严重溃疡的临床使用外，也能扩大应用到一般可移动性伤患，处理烧烫伤、创伤、移植等不易癒合的伤口，提供优质的持续性日常居家照护，不影响病人正常作息，这在目前各国医疗保健预算紧缩、病床一位难求的情况下，是急迫需要发展的技术，也是老龄化社会迫切需要的医疗器材。 
        动态心电贴片是利用轻薄之软性贴片，贴附在人体胸腹间，量测心电图、体温等生理讯号。透过工研院开发之嵌入式动态杂讯消除技术以及即时心电图讯号判读技术，使用者在走路、上下楼梯、起立站卧、或扩胸等日常活动时，也能同时量测心电图并进行讯号判读，并于心跳异常律动或者异常波形发生时，自动透过手机或电脑发出警示，达成随身照护之目的。 台湾工研院以动态心电贴片的技术基础，研发出更专业医疗等级的可穿戴心血管疾病睡眠监测模组，可同步记录3导程心电图(ECG)、4通道心音(PCG)、以及3轴加速度计(ACC)，再透过心血管疾病睡眠监测模组分析技术，提供心率变化、呼吸次数、血流动力变化、翻身次数等同步资讯。可用于心律不整、睡眠呼吸中止症、慢性心脏衰竭筛检，以及睡眠时自律神经、翻身次数等状况监测照护。 
        传统心音设备动辄百万，这套分析仪可用于居家照护或定点检测，可提供定期量测资讯或通过后端服务软件建置，在发生心率异常时远端提供会诊医师通过心电图、心音与3轴加速度计讯号，判断是否有心血管疾病发生，减少医疗人员的工作负担。 
        台湾工研院移动健康设备结合跨领域技术，从硬件的材料、感测、系统到软件开发，希望为台湾建构移动健康设备产业，带动台湾产业再次升级，在侦测及照护市场取得新兴产业的主导地位。